Es gibt nur sechs davon: Radon, Helium, Neon, Krypton, Xenon und die ersten Moleküle, die im Weltraum entdeckt wurden - Argon. Wo also hat ein Team von Astronomen, die das Herschel-Weltraumobservatorium der ESA nutzen, ihre eher ungewöhnliche Entdeckung gemacht? Probieren Sie Messier 1… den Krebsnebel!
In einer Studie unter der Leitung von Professor Mike Barlow (UCL-Abteilung für Physik und Astronomie) nahm ein UCL-Forschungsteam Messungen von Kaltgas- und Staubregionen dieses berühmten Supernova-Überrests im Infrarotlicht vor, als sie auf die chemische Signatur von Argonwasserstoffionen stießen. Durch Beobachtung in längeren Wellenlängen des Lichts, als dies vom menschlichen Auge erfasst werden kann, haben die Wissenschaftler den aktuellen Theorien, wie Argon auf natürliche Weise vorkommt, Glauben geschenkt.
„Wir haben mit Herschel, darunter dem Krebsnebel, eine Untersuchung des Staubes in mehreren hellen Supernova-Überresten durchgeführt. Die Entdeckung von Argonhydridionen hier war unerwartet, da Sie nicht erwarten, dass ein Atom wie Argon, ein Edelgas, Moleküle bildet, und Sie würden nicht erwarten, dass sie in der rauen Umgebung eines Supernova-Überrests gefunden werden “, sagte Barlow.
Wenn es um einen Stern geht, sind sie heiß und entzünden das sichtbare Spektrum. Kalte Objekte wie Nebelstaub sind im Infrarot besser zu sehen, aber es gibt nur ein Problem: Die Erdatmosphäre stört die Erfassung dieses Endes des elektromagnetischen Spektrums. Obwohl wir Nebel im sichtbaren Licht sehen können, zeigt sich das Produkt heißer, angeregter Gase, nicht der kalten und staubigen Regionen. Diese unsichtbaren Regionen sind die Spezialität der SPIRE-Instrumente von Herschel. Sie kartieren den Staub im fernen Infrarot mit ihren spektroskopischen Beobachtungen. In diesem Fall waren die Forscher etwas erstaunt, als sie einige sehr ungewöhnliche Daten fanden, deren vollständiges Verständnis Zeit in Anspruch nahm.
"Das Betrachten von Infrarotspektren ist nützlich, da es uns die Signaturen von Molekülen gibt, insbesondere ihre Rotationssignaturen", sagte Barlow. „Wenn Sie beispielsweise zwei Atome miteinander verbunden haben, drehen sie sich um ihren gemeinsamen Massenschwerpunkt. Die Geschwindigkeit, mit der sie sich drehen können, kommt bei sehr spezifischen, quantisierten Frequenzen heraus, die wir mit unserem Teleskop in Form von Infrarotlicht erfassen können. “
Laut der Pressemitteilung können Elemente in unterschiedlichen Formen vorliegen, die als Isotope bezeichnet werden. Diese haben eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in den Atomkernen. Wenn es um Eigenschaften geht, können Isotope einander etwas ähnlich sein, aber sie haben unterschiedliche Massen. Aus diesem Grund hängt die Drehzahl davon ab, welche Isotope in einem Molekül vorhanden sind. "Das Licht aus bestimmten Regionen des Krebsnebels zeigte extrem starke und ungeklärte Intensitätsspitzen um 618 Gigahertz und 1235 GHz." Durch den Vergleich von Daten bekannter Eigenschaften verschiedener Moleküle gelangte das Wissenschaftsteam zu dem Schluss, dass die mysteriöse Emission das Produkt des Spinnens von Molekülionen von Argonhydrid war. Darüber hinaus könnte es isoliert werden. Das einzige Argonisotop, das sich so drehen konnte, war Argon-36! Es scheint, dass die vom zentralen Neutronenstern im Krebsnebel freigesetzte Energie das Argon ionisiert, das sich dann mit Wasserstoffmolekülen zum Molekülion ArH + verbindet.
Professor Bruce Swinyard (UCL-Abteilung für Physik und Astronomie und Rutherford Appleton Laboratory), ein Mitglied des Teams, fügte hinzu: „Unsere Entdeckung war auf andere Weise unerwartet - denn normalerweise ist die Signatur eines neuen Moleküls im Weltraum schwach und Sie schwach müssen hart arbeiten, um es zu finden. In diesem Fall ist es einfach aus unseren Spektren gesprungen. “
Ist dieser Fall von Argon-36 in einem Supernova-Rest natürlich? Sie wetten. Obwohl die Entdeckung die erste ihrer Art war, ist sie zweifellos nicht das letzte Mal, dass sie entdeckt wird. Jetzt können Astronomen ihre Theorien über die Entstehung von Argon festigen. Aktuelle Vorhersagen erlauben, dass Argon-36 und kein Argon-40 ebenfalls Teil der Supernova-Struktur sind. Hier auf der Erde ist Argon-40 jedoch ein dominantes Isotop, das durch den radioaktiven Zerfall von Kalium in Gesteinen entsteht.
Die Edelgasforschung wird weiterhin ein Schwerpunkt der Wissenschaftler an der UCL sein. Als erstaunlicher Zufall wurde Argon zusammen mit anderen Edelgasen Ende des 19. Jahrhunderts von William Ramsay an der UCL entdeckt! Ich frage mich, was er gedacht hätte, wenn er gewusst hätte, wie weit diese Entdeckungen uns bringen würden.
Quelle der Originalgeschichte: Pressemitteilung des University College London (UCL)
